Спосіб одержання абсолютного спирту

1. Спосіб одержання абсолютного спирту, при якому підготовляють адсорбент і адсорбери, завантажують адсорбент в адсорбер, піддають адсорбент, завантажений в адсорбер, термічній обробці, контролюють час обробки, подають в адсорбер суміш ви хідних спиртів до заповнення адсорбера, витримують адсорбент в адсорбері до одержання цільового продукту, проводять аналіз цільового продукту на зміст води, а на завершальному етапі виробництва абсолютного спирту зливають цільовий продукт у вигляді абсолютного спирту через фільтр у герметично закриту ємність, оснащену вихлопним клапаном, що запобігає потраплянню в ємність зовнішнього повітря, забезпечуючи при зливі уловлювання фільтром механічних домішок, які знаходяться в абсолютному спирті, який відрізняється тим, що після зливу через фільтр адсорбенту з першого адсорбера в герметично закриту ємність, завантажують нову порцію суміші ви хідних спиртів у другий адсорбер, піддають регенерації адсорбент, що знаходиться в першому адсорбері відповідно до термічної обробки за певною U 2 20900 1 3 20900 4 способи одержання 100% етилового спирту. Ці Таке паливо являє собою суміш бензину з добавспособи в основному базуються на спеціальних кою від 10 до 50% метилового спирту (метанолу). видах ректифікації (дороге устаткування, високі Як автомобільне паливо, метанол має ряд переваг енерговитрати) або на використанні так званих перед бензином. Головне з них - високе октанове «молекулярних сит» на основі штучних цеолітів, число й більш широкі межі можливого збідніння, які поглинають молекули води й пропускають мощо дає можливість поліпшити економічність і знилекули спирту. Це дуже ефективний процес, але зити токсичність автомобільних двигунів. штучні цеоліти мають високу вартість і в Україні не Найбільш економічною сировиною для одервиробляються. Пропонується використати адсоржання метанолу в цей час є природний газ, що бенти, що виконують функції «молекулярних сит» після відповідної переробки, використається як для одержання абсолютного спирту на основі мопаливо для двигунів [1]. дифікованого кліноптілоліту. Відомий спосіб одержання спирту, при якому Висока вартість бензину, дизельного палива підготовляють адсорбент і адсорбери, завантажузмушує вчених і конструкторів рік у рік шукати ють адсорбент в адсорбер, піддають адсорбент, шляхи заміни нафтогазових видів палива розробзавантажений в адсорбер, термічній обробці, поляти нові конструктивні рішення двигунів внутрішдають в адсорбер суміш вихідних спиртів до повнього згоряння, адаптовані до альтернативних ного заповнення адсорбера, витримують адсорвидів пального. бент в адсорбері до одержання цільового Завдання зниження шкідливих викидів на продукту, проводять за відповідною технологією транспорті, особливо в міській рисі підштовхн ули аналіз цільового продукту на зміст води, а на завчених багатьох країн до створення двигунів, що вершальному етапі виробництва абсолютного працюють на спирті. Захист навколишнього сереспирту зливають цільовий продукт у вигляді абсодовища від шкідливих вихлопів є також достатнім лютного спирту у ємність [2]. аргументом і одночасно важелем впровадження До недоліків відомого способу відноситься те, нових видів палива. що у наслідку утворення азеотропної суміші За оцінками закордонних фа хівців щорічне «спирт-вода» неможливо отримати спирт із змісспоживання всіх видів палива на транспорті статом основної рідини більше 94,68%. новить близько 44млн. тонн. Заміна такої кількості Найбільш близьким технічним рішенням, як по палива метанолом і етанолом зажадає еквіваленсуті, так і за результатом, що досягається, яке обтного нарощування виробництва спиртів і пошуку рано за найближчий аналог, є спосіб одержання відповідної сировини. абсолютного спирту, при якому підготовляють адВиробництво спиртів з картоплі, злакових, відсорбент і адсорбери, завантажують адсорбент в ходів деревини, методом синтезу із природного адсорбер, піддають адсорбент, завантажений в газу вже освоєно в різних країнах. Кожна технолоадсорбер, термічній обробці, контролюють час гія одержала свою «прописку» у тому регіоні, де обробки, подають в адсорбер суміш вихідних місцеві особливості в економіці утворили сприятспиртів до заповнення адсорбера, витримують ливі умови завдяки наявності значних ресурсів адсорбент в адсорбері до одержання цільового базової й вторинної сировини для виробництва продукту, проводять аналіз цільового продукту на спирту і його збуту. зміст води, а на завершальному етапі виробництва Екологічні переваги застосовуваного як палиабсолютного спирту зливають цільовий продукт у во спирту однозначно незаперечні і є другим вавигляді абсолютного спирту через фільтр у гермежелем у справі впровадження нових видів палива. тично закриту ємність, постачену вихлопним клаМешканці міст-мільйонерів більше всіх страждапаном, що запобігає потраплянню в ємність зовніють від автомобільних вихлопів бензинових і дишнього повітря, забезпечуючи при зливі зельних двигунів, тому альтернативні, екологічно уловлювання на фільтрі механічних домішок, які щадячи види палива є «розвантажувальними» при знаходяться в абсолютному спирті [3]. вирішенні проблем урбанізації. До недоліків відомого способу одержання абТретя серйозна перевага при використанні солютного спирту, який обраний за найближчий спирту як пального - значне зменшення нагару на аналог, відноситься те, що у наслідку утворення деталях двигуна. Кіптява й нагар, що утворяться азеотропної суміші «спирт-вода» неможливо при згорянні бензину й дизельного палива, погіротримати спирт із вмістом основної рідини більше шують багато параметрів роботи двигуна, як на 94,68%. Також до недоліків відомого способу одехолоді, так і в жару. У сильний мороз двигун на ржання абсолютного спирту можна віднести те, що спирті заводиться набагато краще, ніж на бензині. в те хнологічному процесі не використовуються так Нагар на свічах і деталях двигуна при роботі на названі «молекулярні сита» на основі штучних бензині знижує ККД двигуна й сприяє його перегріцеолітів, які поглинають молекули води і пропусву й ранньому зношуванню. Термін служби двигукають молекули спирту. на внутрішнього згоряння й витрати на ремонт В основу корисної моделі покладена задача двигуна перебувають у жорсткій залежності від шляхом усунення недоліків найближчого аналога виду і якості використовуваного палива. забезпечити підвищення ефективності способу Етанол і метанол можна виробляти із соломи, одержання абсолютного спирту із вмістом основкукурудзи, цукрового буряка або очерету, деревиної рідини 100%. ни, деревних обпилювань тощо. Широке поширенСуть корисної моделі в способі одержання абня спиртові палива одержали в Бразилії, Аргентисолютного спирту, при якому підготовляють адсоні, Чилі, на Кубі, у США, Німеччини, Франції. Їх рбент і адсорбери, завантажують адсорбент в адзастосовують, переважно як добавки до бензину. сорбер, піддають адсорбент, завантажений в 5 20900 6 адсорбер, термічній обробці, контролюють час з етанолу/біоетанолу і/або синтетичного спирту, обробки, подають в адсорбер суміш вихідних адсорбент витримують в адсорбері протягом 8-10 спиртів до заповнення адсорбера, витримують годин при температурі +25-35°С, а зміст води в адсорбент в адсорбері до одержання цільового цільовому продукті не повинен перевищува ти продукту, проводять аналіз цільового продукту на 0,0008...0,0009мас.%. зміст води, а на завершальному етапі виробництва Суть способу одержання абсолютного спирту, абсолютного спирту зливають цільовий продукт у що заявляється, пояснюється за допомогою ілюсвигляді абсолютного спирту через фільтр у герметрацій, де тично закриту ємність, постачену вихлопним клана Фіг.1 показана блок-схема послідовності паном, що запобігає потраплянню в ємність зовнівиконання технологічних операцій, які становлять шнього повітря, забезпечуючи при зливі основу способу одержання абсолютного спирту, уловлювання на фільтрі механічних домішок, які який заявляється, знаходяться в абсолютному спирті, полягає в тона Фіг.2 показана схема процесу одержання му, що після зливу через фільтр адсорбенту з абсолютного спирту. першого адсорбера в герметично закриту ємність, Спосіб одержання абсолютного спирту, який завантажують нову порцію суміші вихідних спиртів заявляється, здійснюється наступним чином (див. у др угий адсорбер, піддають регенерації адсорблок-схему на Фіг.1 і Фіг.2). Для здійснення способент, що знаходиться в першому адсорбері відпобу одержання абсолютного спирту, який заявлявідно до термічної обробки за певною схемою нається, застосовується обладнання, до якого вхогрівання до +200°С протягом 6-8 годин до дять (див. Фіг.2 - як варіант конструктивного одержання цільового продукту у ви гляді абсолютвиконання технологічної лінії, у якій застосовуєтьного спирту, контролюють час обробки ваговим ся для виконання зазначеного способу): - адсораналізом, подають повторно з обох адсорберів бери (позиції 1 і 2), - фільтр 3, - ємність 4 для збезбезводнену суміш спиртів на фільтр, де піддають рігання цільового продукту (абсолютного спирту), фільтрації збезводнену суміш спиртів, що подаобладнання 5 для регенерації проміжного продукються з адсорберів. Суть корисної моделі полягає і ту, - систему 6 нагріву адсорбера, - систему 7 темв тому, що як адсорбент використовують кліноптіпературного контролю адсорбера, - насоси 8, лоліт, який містить суміш відповідних речовин різмагістралі 9. Для здійснення способу використоних фракцій від 0,5 до 2,5 мм у певному співвідвують адсорбент 10 та суміш вихідних спиртів 11. ношенні в кількості, що не перевищує 1/3 об'єму Як додаткове обладнання використовують гермеадсорбера, точну кількість кліноптілоліту розрахотичну тару 12, ємності 13 для зберігання суміші вують виходячи з якості спирту. Суть корисної мовихідних спиртів 11 та ємності 14 для зберігання делі полягає також і в тому, що адсорбент піддаадсорбенту 10. ють термічній обробці за певною схемою Починають технологічний процес щодо одернагрівання до +200°С протягом 6-8 годин, час обжання абсолютного спирту тим, що попередньо робки контролюють ваговим аналізом, суміш вихіпідготовляють адсорбент 10, при цьому як адсордних спиртів складають з етанолу/біоетанолу і/або бент 10 використовують кліноптілоліт, який містить синтетичного спирту, адсорбент витримують в суміш відповідних речовин різних фракцій від 0,5 адсорбері протягом 8-10 годин при температурі до 2,5 мм у певному співвідношенні в кількості, що +25-35°С, а зміст води в цільовому продукті не не перевищує 1/3 об'єму адсорбера (позиції 1 та повинен перевищува ти 0,0008...0,0009мас.%. 2), причому точн у кількість кліноптілоліту розрахоПорівняльний аналіз технічного рішення із вують ви ходячи з якості спирту. найближчим аналогом дозволяє зробити висновок, Кліноптілоліт - це природний цеоліт, відрізнящо спосіб одержання абсолютного спирту, який ється стабільністю адсорбційних властивостей при заявляється, відрізняється тим, що після зливу багатоцикловій роботі і є найбільш ефективним через фільтр адсорбенту з першого адсорбера в адсорбентом у порівнянні із цеолітами (Na, Ca, герметично закриту ємність, завантажують нову Na), що традиційно використовуються. Повна дипорцію суміші вихідних спиртів у др угий адсорбер, намічна активність у природного кліноптілоліту піддають регенерації адсорбент, що знаходиться в більше, ніж у синтетичних цеолітів приблизно в першому адсорбері відповідно до термічної обробтри рази, а активність до "проскакування" - у шість ки за певною схемою нагрівання до +200°С протяразів. Більш висока ефективність природного клігом 6-8 годин до одержання цільового продукту у ноптілоліту стосовно адсорбції вологи з хімією вигляді абсолютного спирту, контролюють час обповерхні цеоліту - наявністю великої кількості гідробки ваговим аналізом, подають повторно з обох роксильних груп, що є центрами фізичної адсорбадсорберів збезводнену суміш спиртів на фільтр, ції води. де піддають фільтрації збезводнену суміш спиртів, До достоїнств кліноптілоліту можна віднести що подаються з адсорберів, при цьому як адсорйого доступність (добувається в Україні) і його небент використовують кліноптілоліт, який містить високу вартість. суміш відповідних речовин різних фракцій від 0,5 Основні властивості кліноптілоліту: до 2,5мм у певному співвідношенні в кількості, що зміст кліноптілоліту 70% не перевищує 1/3 об'єму адсорбера, точну кільпористість, кг/дм 3 34% кість кліноптілоліту розраховують виходячи з якоспитома поверхня, м 2/г 0,413 ті спирту, причому адсорбент піддають термічній щільність, кг/дм 3 2,370 обробці за певною схемою нагрівання до +200°С іонообмінна ємність, мг.екв/г 1,5 протягом 6-8 годин, час обробки контролюють васумарна питома активність природговим аналізом, суміш вихідних спиртів складають них радіонуклідів, бк/кг 144,5 7 20900 8 механічна міцність при стиску, кг/см 2 150 Далі піддають адсорбент 10, що знаходиться в стиранність не більше 4% першому адсорбері (позиція 1), регенерації (за подрібнюваність не більше 0,5% допомогою відповідного обладнання 5) відповідно вологість 4% до термічної обробки за певною схемою нагрівантвердість, бал 3,5-4 ня до +200°С протягом 6-8 годин до одержання насипна маса, кг/м 3 980-1040 цільового продукту у вигляді абсолютного спирту, Водночас (або паралельно чи послідовно з при цьому нагрівання здійснюють за допомогою підготовкою адсорбенту 10 та суміші вихідних системи нагріву 6). Час обробки контролюють васпиртів 11) підготовляють перший (позиція 1) і друговим аналізом, при цьому використовують систегий (позиція 2) адсорбери (як варіант технологічному 7 температурного контролю та відповідні приго процесу). стосування). Після підготовки адсорбенту 10 та адсорберів Продовжують виконання технологічних опера(позиції 1 та 2) завантажують адсорбент 10 у перцій тим, що подають повторно за допомогою насоший адсорбер (позиція 1), наприклад, з ємності 14, су 8 з обох адсорберів (позиції 1 і 2) збезводнену що призначена для його зберігання. Далі піддають суміш спиртів на фільтр 3, де піддають фільтрації адсорбент 10, завантажений в перший адсорбер збезводнену суміш спиртів, яку подаються з адсо(позиція 1), термічній обробці, при цьому адсоррберів (позиції 1 і 2). бент піддають термічній обробці за певною схеНа завершальному етапі виробництва абсомою нагрівання до +200°С (за допомогою системи лютного спирту зливають цільовий продукт у винагріву 6) протягом 6-8 годин. Продовжують викогляді абсолютного спирту через фільтр 3 у герменання технологічних операцій тим, що контролютично закриту ємність 4, постачену вихлопним ють (за допомогою системи 7 температурного конклапаном (позиція «К»), що запобігає потраплянню тролю) час обробки, при цьому час обробки в ємність 4 зовнішнього повітря, забезпечуючи при контролюють ваговим аналізом (як варіант технозливі уловлювання на фільтрі 3 механічних домілогічного процесу). шок, які знаходяться в виготовленому абсолютноПісля проведення контролю подають по магісму спирті тралям 9 суміш вихідних спиртів 11 (наприклад, з Як завершаюча операція (що не входить до ємності для їх зберігання 13) у перший адсорбер суті способу виготовлення абсолютного спирту, (позиція 1) до заповнення адсорбера (позиція 1), але є необхідною для подальшого використання при цьому суміш вихідних спиртів 11 складають з готового продукту) - із ємності 4 готовий продукт (а етанолу/біоетанолу і/або синтетичного спирту. саме, абсолютний спирт) фасується в закриту тару Продовжують виконання технологічних опера12 або використовується надалі у відповідному цій тим, що витримують адсорбент 10 в адсорбері виробництві. (позиція 1) до одержання цільового продукту, при Підвищення ефективності способу одержання цьому адсорбент 10 витримують в адсорбері (поабсолютного спирту, який заявляється, у порівзиція 1) протягом 8-10 годин при температурі +25нянні із найближчим аналогом, досягається тим, 35°С. По закінченню технологічного процесу щодо що використовуються так названі «молекулярні витримки адсорбенту 10 в адсорбері (позиція 1) сита» на основі штучних цеолітів, які поглинають проводять аналіз цільового продукту на зміст вомолекули води і пропускають молекули спирту. ди, при цьому зміст води в цільовому продукті не Підвищення ефективності способу одержання абповинен перевищува ти 0,0008...0,0009мас.%. солютного спирту, який заявляється, у порівнянні По закінченню технологічних операцій щодо із найближчим аналогом, досягається також і тим, аналізу цільового продукту на зміст води, зливащо використовуються адсорбенти, які виконують ють цільовий продукт через фільтр 3 (за допомофункції «молекулярних сит» для отримання абсогою насосу 8) у герметично закриту ємність 4, полютного спирту на основі модифікованого клінопстачену ви хлопним клапаном (позиція «К» - див. тілоліту. Фіг.2), що запобігає потраплянню в ємність 4 зовДжерела інформації: нішнього повітря, забезпечуючи при зливі уловлю1. Отчет J. Van Gerpen Biodisel Production вання на фільтрі 3 механічних домішок, які знахоTechnology. August 2002 -January, 2004, NERL дяться у кінцевому продукті - в абсолютному Colorado, USA, 2004. спирті. 2. Stern R.G., Hillion, M.N.Eisa, "Process for the Продовжують цикл технологічних процесів Production of Ethyl Esters", U.S. Patent 6,013,817, щодо одержання абсолютного спирту тим, що заAwarded Jan. 11, 2000 - аналог. вантажують нову порцію суміші вихідних спиртів 3. Патент РФ RU №2277432 C2, МПК7 11 у др угий адсорбер (позиція 2) (у який попереС10L1/02 «Способ получения ректификованного дньо завантажують адсорбент 10 з ємності 14 спирта». див. Фіг.2). 9 20900 10 11 Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 20900 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601